CN113624561A - 一种气溶胶监测系统及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种放射性气溶胶监测系统，所述放射性气溶胶监测系统包括：雨水收集装置和放射性测量装置，所述雨水收集装置用于收集放射性雨水并对所述放射性雨水进行过滤，并且，所述雨水收集装置位于所述放射性测量装置的上方，以与所述放射性测量装置连接；所述放射性测量装置用于对过滤后的放射性雨水进行放射性测量。本发明所提供的放射性气溶胶监测系统及其监测方法，能够解决现有的气溶胶监测样本采集耗时耗力的问题。
Description
技术领域
本发明涉及气溶胶监测技术领域，具体涉及一种气溶胶监测系统及其监测方法。
背景技术
大气放射性气溶胶危害人体健康，人体若吸入放射性气溶胶，会沉积在肺部，造成内照射和重金属中毒，而根据国际辐射委员会结论，肺部对于放射性的敏感程度仅次于性腺和胸部，放射性照射导致癌变的可能性很大。
目前大气放射性气溶胶测量技术主要通过活性炭、滤膜等材料，对空气进行吸附、采集，以对大气气溶胶进行富集，之后在对活性炭、滤膜上的放射性气溶胶进行测量。采用当前方法直接对气体进行处理，需要在一定区域内进行连续数小时的气体采集，且依靠大量人力来搬运整体测量装置。目前的方法具有样本采集耗时长，操作处理消耗人力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放射性气溶胶监测系统及其监测方法，以解决现有的气溶胶监测样本采集耗时耗力的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种放射性气溶胶监测系统，所述放射性气溶胶监测系统包括：雨水收集装置和放射性测量装置，所述雨水收集装置用于收集放射性雨水并对所述放射性雨水进行过滤，并且，所述雨水收集装置位于所述放射性测量装置的上方，以与所述放射性测量装置连接；
所述放射性测量装置用于对过滤后的放射性雨水进行放射性测量。
可选择地，所述雨水收集装置包括收集器和滤网，所述收集器用于收集所述放射性雨水，所述滤网位于所述收集器内部，且靠近所述放射性测量装置设置，所述滤网用于滤除所述放射性雨水中的杂质。
可选择地，所述雨水收集装置还包括滤膜，所述滤膜位于所述滤网的下方，以用于对所述放射性雨水进行二次滤除。
可选择地，所述放射性测量装置包括测量腔体和位于所述测量腔体下方的探测模块，所述测量腔体用于容纳过滤后的放射性雨水，所述探测模块用于检测所述过滤后的放射性雨水中放射性气溶胶的含量。
可选择地，所述探测模块包括依次排布设置的电子学线路、光电倍增管和探测器晶体，所述探测器晶体用于采集放射性信号并将所述放射性信号传输给所述光电倍增管，所述光电倍增管用于将所述放射性信号转换为电信号，同时放大所述电信号，并将所述放大后的电信号传输至所述电子学线路，所述电子学线路用于采集所述放大后的电信号，并将所述放大后的电信号的幅度统计数据传输至监控显示设备。
可选择地，所述测量腔体还包括有加热器和液位计，所述加热器位于所述测量腔体的底部，所述液位计靠近所述测量腔体的侧壁设置，所述加热器用于加热所述放射性雨水，以对所述过滤后的放射性雨水进行富集浓缩，所述液位计用于监测所述测量腔体中所述过滤后的放射性雨水的含量和/或富集浓缩后的过滤后的放射性雨水的含量。
可选择地，所述测量腔体还包括清洗水入口和清洗水出口，所述清洗水入口与所述清洗水出口分别位于所述测量腔体的相对两侧，且所述清洗水入口位于所述测量腔体的上方，所述清洗水出口位于所述测量腔体的下方。
可选择地，所述放射性气溶胶检测系统还包括铅制隔离腔室，所述铅制隔离腔室用于容纳所述测量腔体和所述探测模块。
本发明还提供一种基于上述的放射性气溶胶监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
S1：收集放射性雨水；
S2：对所述放射性雨水进行过滤，得到过滤后的放射性雨水；
S3：加热所述过滤后的放射性雨水，使所述过滤后的放射性雨水富集浓缩靠近探测模块；
S4：采集所述过滤后的放射性雨水中的放射性信号，并对所述放射信号进行处理，得到放大后的电信号；
S5：根据所述放大后的电信号，得到所述放大后的电信号的幅度统计数据；
S6：将所述幅度统计数据传输至监控显示设备。
可选择地，在所述步骤S1之前，所述监测方法还包括：
A1：对测量腔体进行清洗；
A2：对清洗后的测量腔体进行预检测，得到预检测结果；
A3：将所述预检测结果传输至所述监控显示设备。
本发明具有以下有益效果：
通过上述技术方案，即通过本发明实施例所提供的放射性气溶胶监测系统，无需进行气体采集，而是通过降水冲刷的方式，将大气中的放射性气溶胶转换为水体中的放射性，再对放射性雨水进行测量；若未发生自然降水，也可以通过人工降水的方式进行监测，由此，能够简化监测时间、人力成本以及测量流程，从而进一步提高监测效率。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的放射性气溶胶监测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的放射性气溶胶监测系统的监测方法的流程图；
图3为本发明实施例所提供的放射性气溶胶监测系统的监测方法的另一流程图。
附图标记说明
1-收集器；2-滤网；3-滤膜；4-测量腔体；5-加热器；6-液位计；7-电子学线路；8-光电倍增管；9-探测器晶体；10-铅制隔离腔室；11-清洗水入口；12-清洗水出口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种放射性气溶胶监测系统，参考图1所示，所述放射性气溶胶监测系统包括：雨水收集装置和放射性测量装置，所述雨水收集装置用于收集放射性雨水并对所述放射性雨水进行过滤，并且，所述雨水收集装置位于所述放射性测量装置的上方，以与所述放射性测量装置连接；
所述放射性测量装置用于对过滤后的放射性雨水进行放射性测量。
本发明具有以下有益效果：
通过上述技术方案，即通过本发明实施例所提供的放射性气溶胶监测系统，无需进行气体采集，而是通过降水冲刷的方式，将大气中的放射性气溶胶转换为水体中的放射性，再对放射性雨水进行测量；若未发生自然降水，也可以通过人工降水的方式进行监测，由此，能够简化监测时间、人力成本以及测量流程，从而进一步提高监测效率。
由于在进行降水过程中，会将空气中大量的杂质如树叶、石子等冲刷下来，因此可选择地，参考图1所示，所述雨水收集装置包括收集器1和滤网2，所述收集器1用于收集所述放射性雨水，所述滤网2位于所述收集器1内部，且靠近所述放射性测量装置设置，所述滤网2用于滤除所述放射性雨水中的杂质。
具体地，在本发明中，参考图1所示，所述收集器1具有彼此相对设置的广口端和缩口端，所述广口端作为所述放射性雨水的入口端，以用于收集所述放射性雨水，所述缩口端与所述放射性测量装置连通，且，所述缩口端靠近所述放射性测量装置设置有滤网2，为了使得滤网2方便装设，缩口端构造为方形结构。
可选择地，参考图1所示，所述雨水收集装置还包括滤膜3，所述滤膜3位于所述滤网2的下方，以用于对所述放射性雨水进行二次滤除。这里，由于滤网2能够滤除放射性雨水中的大颗粒杂质，而较小颗粒的杂质如泥土、动植物残骸等无法通过滤网2，因此需要额外加设一层滤膜3，以二次滤除放射性雨水。需要说明的是，滤膜3应采用水系滤膜3，在一次降雨后进行更换，避免杂质太多，将通道堵塞。
可选择地，所述放射性测量装置包括测量腔体4和位于所述测量腔体4下方的探测模块，所述测量腔体4用于容纳过滤后的放射性雨水，所述探测模块用于检测所述过滤后的放射性雨水中放射性气溶胶的含量。
具体地，参考图1所示，测量腔体4与收集器1连通，放射性雨水经过过滤处理之后进入测量腔体4之内，位于测量腔体4下方的探测模块便对过滤后的放射性雨水中的放射性进行监测。
其中，参考图1所示，所述探测模块包括依次排布设置的电子学线路7、光电倍增管8和探测器晶体9，所述探测器晶体9用于采集放射性信号并将所述放射性信号传输给所述光电倍增管8，所述光电倍增管8用于将所述放射性信号转换为电信号，同时放大所述电信号，并将所述放大后的电信号传输至所述电子学线路7，所述电子学线路7用于采集所述放大后的电信号，并将所述放大后的电信号的幅度统计数据传输至监控显示设备。此部分负责测量雨水的放射性强度，获得能谱图，进而进行反演计算，再计算大气放射性气溶胶活度。
此外，参考图1所示，所述测量腔体4还包括有加热器5和液位计6，所述加热器5位于所述测量腔体4的底部，所述液位计6靠近所述测量腔体4的侧壁设置，所述加热器5用于加热所述放射性雨水，以对所述过滤后的放射性雨水进行富集浓缩，所述液位计6用于监测所述测量腔体4中所述过滤后的放射性雨水的含量和/或富集浓缩后的过滤后的放射性雨水的含量。
由于监测不仅只有一次，因此为了确保每次使用监测过程中测量腔体4的清洁性，从而确保每次监测的准确性，可选择地，所述测量腔体4还包括清洗水入口11和清洗水出口12，所述清洗水入口11与所述清洗水出口12分别位于所述测量腔体4的相对两侧，且所述清洗水入口11位于所述测量腔体4的上方，所述清洗水出口12位于所述测量腔体4的下方。
测量装置水箱同时具备清洗功能，在一次降雨完成后，采用清洁水对装置内部腔体进行清洗，使下次测量不受影响。在降雨之前，采用该探测器对装置本底进行监测，清洗后，装置探测器监测放射性水平应达到降雨之前水平。同时，在箱体中加入电加热丝和液位计6，配合放出水口，能对箱体内部的水量进行监测和调控。由于大气气溶胶主要应由开始降雨前期的时间段冲刷，在液位计6检测到水位达到一定数值后，停止雨水的汇入，采用电加热进行富集浓缩，使得水体含放射性的浓度更大，相对较高放射性的液体位于水箱的下部，更贴近探测器晶体9，便于测量。
可选择地，所述放射性气溶胶检测系统还包括铅制隔离腔室10，所述铅制隔离腔室10用于容纳所述测量腔体4和所述探测模块。
具体地，铅制隔离腔室4主要用铅来屏蔽外界的辐射，使得其内部的测量结果更准确。而由于自然环境中存在很多辐射，因此铅制隔离腔室4还用于屏蔽外界辐射，以降低外部的放射性造成的测量影响。
本发明还提供一种基于上述的放射性气溶胶监测系统的监测方法，参考图2所示，所述监测方法包括：
S1：收集放射性雨水；
在本发明中主要通过收集器1进行操作。
S2：对所述放射性雨水进行过滤，得到过滤后的放射性雨水；
S3：加热所述过滤后的放射性雨水，使所述过滤后的放射性雨水富集浓缩靠近探测模块；
S4：采集所述过滤后的放射性雨水中的放射性信号，并对所述放射信号进行处理，得到放大后的电信号；
S5：根据所述放大后的电信号，得到所述放大后的电信号的幅度统计数据；
S6：将所述幅度统计数据传输至监控显示设备。
可选择地，参考图3所示，在所述步骤S1之前，所述监测方法还包括：
A1：对测量腔体4进行清洗；
A2：对清洗后的测量腔体4进行预检测，得到预检测结果；
A3：将所述预检测结果传输至所述监控显示设备。
基于上述方法，在得到最终的监测结果之前，还需将预检测结果和放大后的电信号进行计算，即将放大后的电信号作为监测结果，那么最终的监测结果为将监测结果减去预检测结果，即为本次最终的监测结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述放射性气溶胶监测系统包括：雨水收集装置和放射性测量装置，所述雨水收集装置用于收集放射性雨水并对所述放射性雨水进行过滤，并且，所述雨水收集装置位于所述放射性测量装置的上方，以与所述放射性测量装置连接；
所述放射性测量装置用于对过滤后的放射性雨水进行放射性测量。
2.根据权利要求1所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述雨水收集装置包括收集器和滤网，所述收集器用于收集所述放射性雨水，所述滤网位于所述收集器内部，且靠近所述放射性测量装置设置，所述滤网用于滤除所述放射性雨水中的杂质。
3.根据权利要求2所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述雨水收集装置还包括滤膜，所述滤膜位于所述滤网的下方，以用于对所述放射性雨水进行二次滤除。
4.根据权利要求1所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述放射性测量装置包括测量腔体和位于所述测量腔体下方的探测模块，所述测量腔体用于容纳过滤后的放射性雨水，所述探测模块用于检测所述过滤后的放射性雨水中放射性气溶胶的含量。
5.根据权利要求4所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述探测模块包括依次排布设置的电子学线路、光电倍增管和探测器晶体，所述探测器晶体用于采集放射性信号并将所述放射性信号传输给所述光电倍增管，所述光电倍增管用于将所述放射性信号转换为电信号，同时放大所述电信号，并将所述放大后的电信号传输至所述电子学线路，所述电子学线路用于采集所述放大后的电信号，并将所述放大后的电信号的幅度统计数据传输至监控显示设备。
6.根据权利要求4所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述测量腔体还包括有加热器和液位计，所述加热器位于所述测量腔体的底部，所述液位计靠近所述测量腔体的侧壁设置，所述加热器用于加热所述放射性雨水，以对所述过滤后的放射性雨水进行富集浓缩，所述液位计用于监测所述测量腔体中所述过滤后的放射性雨水的含量和/或富集浓缩后的过滤后的放射性雨水的含量。
7.根据权利要求4所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述测量腔体还包括清洗水入口和清洗水出口，所述清洗水入口与所述清洗水出口分别位于所述测量腔体的相对两侧，且所述清洗水入口位于所述测量腔体的上方，所述清洗水出口位于所述测量腔体的下方。
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的放射性气溶胶监测系统，其特征在于，所述放射性气溶胶检测系统还包括铅制隔离腔室，所述铅制隔离腔室用于容纳所述测量腔体和所述探测模块。
9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述的放射性气溶胶监测系统的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
S1：收集放射性雨水；
S2：对所述放射性雨水进行过滤，得到过滤后的放射性雨水；
S3：加热所述过滤后的放射性雨水，使所述过滤后的放射性雨水富集浓缩靠近探测模块；
S4：采集所述过滤后的放射性雨水中的放射性信号，并对所述放射信号进行处理，得到放大后的电信号；
S5：根据所述放大后的电信号，得到所述放大后的电信号的幅度统计数据；
S6：将所述幅度统计数据传输至监控显示设备。
10.根据权利要求9所述的放射性气溶胶监测系统的监测方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述监测方法还包括：
A1：对测量腔体进行清洗；
A2：对清洗后的测量腔体进行预检测，得到预检测结果；
A3：将所述预检测结果传输至所述监控显示设备。
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